JVM中的方法內聯

在C++中，可以明確定義內聯函數，使用inline關鍵字。在Java中不能定義內聯函數，但是方法的內聯在JIT編譯中還是存在的，只不過是JIT自動優化的，我們無法在寫代碼的時候指定。

所謂內聯函數就是指函數在被調用的地方直接展開，編譯器在調用時不用像一般函數那樣，參數壓棧，返回時參數出棧以及資源釋放等，這樣提高了程序執行速度。 一般函數的調用時，JVM會自動新建一個堆棧框架來處理參數和下一條指令的地址，當執行完函數調用后再撤銷該堆棧。

寫一段代碼來測試一下。

public class Test {

public static void foo() {

boolean t = true;

boolean f = false;

System.out.println(t == f);

}

public static void main(String[] args) {

foo();

}

}

看一下這段代碼的字節碼信息，使用命令

javap -c -s -l -verbose Test

關鍵部位的字節碼信息如下

public static void foo();

Signature: ()V

LineNumberTable:

line 5: 0

line 6: 2

line 7: 4

line 8: 20

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

2 19 0 t Z

4 17 1 f Z

Code:

Stack=3, Locals=2, Args_size=0

0: iconst_1

1: istore_0

2: iconst_0

3: istore_1

4: getstatic #15; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

7: iload_0

8: iload_1

9: if_icmpne 16

12: iconst_1

13: goto 17

16: iconst_0

17: invokevirtual #21; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V

20: return

LineNumberTable:

line 5: 0

line 6: 2

line 7: 4

line 8: 20

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

2 19 0 t Z

4 17 1 f Z

StackMapTable: number_of_entries = 2

frame_type = 255 /* full_frame */

offset_delta = 16

locals = [ int, int ]

stack = [ class java/io/PrintStream ]

frame_type = 255 /* full_frame */

offset_delta = 0

locals = [ int, int ]

stack = [ class java/io/PrintStream, int ]

public static void main(java.lang.String[]);

Signature: ([Ljava/lang/String;)V

LineNumberTable:

line 11: 0

line 12: 3

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 4 0 args [Ljava/lang/String;

Code:

Stack=0, Locals=1, Args_size=1

0: invokestatic #33; //Method foo:()V

3: return

LineNumberTable:

line 11: 0

line 12: 3

LocalVariableTable:

Start Length Slot Name Signature

0 4 0 args [Ljava/lang/String;

可以看到在字節碼中是不能反映出方法內聯的，方法內聯是在JIT編譯時發生的，Oracle對方法內聯的舉例(傳送門：http://java.sun.com/developer/technicalArticles/Networking/HotSpot/inlining.html)，JVM會做出優化。要發現該方法是否被內聯可以使用如下命令：

java -Xrunhprof:cpu=times InlineMe

在本文中我沒有進行這個測試，如果想看這個測試結果，可以到這里來看。(傳送門：http://spring8314.iteye.com/blog/139299)

也可以使用參數：(這個參數只能在debug mode下使用，可以參見http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/exactoptions-jsp-141536.html，建議使用fastdebug來玩，傳送門：http://agapple.iteye.com/blog/1056599)

-XX:+PrintInlining

打印出來的內容如下

@ 0 org.dothwinds.test.Test::foo (21 bytes)

可以看到log中存在foo方法。后面的21字節表示字節碼所占用的字節。那么用javap可以看到foo方法的字節碼正好占用21字節

Code:

Stack=3, Locals=2, Args_size=0

0: iconst_1

1: istore_0

2: iconst_0

3: istore_1

4: getstatic #15; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

7: iload_0

8: iload_1

9: if_icmpne 16

12: iconst_1

13: goto 17

16: iconst_0

17: invokevirtual #21; //Method java/io/PrintStream.println:(Z)V

20: return

我們將這段代碼反匯編x86asm來看看。

java -Xcomp -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+Pr

intAssembly org/dothwinds/test/Test >log.log

到當前目錄下找到這個log文件，將有意義的代碼提取出來。

Code:

[Disassembling for mach='i386']

[Entry Point]

[Verified Entry Point]

[Constants]

# {method} 'main' '([Ljava/lang/String;)V' in 'org/dothwinds/test/Test'

# parm0: ecx = '[Ljava/lang/String;'

# [sp+0x20] (sp of caller)

;; block B6 [0, 0]

0x01cd3930: mov %eax,-0x8000(%esp)

0x01cd3937: push %ebp

0x01cd3938: sub $0x18,%esp ;*invokestatic foo

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

;; block B0 [0, 3]

;; 10 move [obj:0x0|L] [edx|L] [patch_normal] [bci:4]

0x01cd393b: nop

0x01cd393c: nop

0x01cd393d: nop

0x01cd393e: nop

0x01cd393f: nop

0x01cd3940: jmp 0x01cd3990 ; {no_reloc}

;; 12 move [Base:[edx|L] Disp: 2147483647|L] [ecx|L] [patch_normal] [bci:4]

0x01cd3945: nop

0x01cd3946: nop

0x01cd3947: nop

0x01cd3948: jmp 0x01cd39bb ; implicit exception: dispatches to 0x01cd399a

0x01cd394d: nop ;*getstatic out

; - org.dothwinds.test.Test::foo@4 (line 7)

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

0x01cd394e: cmp (%ecx),%eax ; implicit exception: dispatches to 0x01cd39c5

0x01cd3950: mov $0x0,%edx ;*invokevirtual println

; - org.dothwinds.test.Test::foo@17 (line 7)

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

0x01cd3955: nop

0x01cd3956: mov $0xffffffff,%eax ; {oop(NULL)}

0x01cd395b: call 0x01c0b210 ; OopMap{off=48}

;*invokevirtual println

; - org.dothwinds.test.Test::foo@17 (line 7)

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

; {virtual_call}

0x01cd3960: add $0x18,%esp

0x01cd3963: pop %ebp

0x01cd3964: test %eax,0x260100 ; {poll_return}

0x01cd396a: ret

這段代碼之所以能看出有內聯特征是因為(借用撒迦(http://rednaxelafx.iteye.com/)的話)：

0x01cd395b: call 0x01c0b210 ; OopMap{off=48}

;*invokevirtual println

; - org.dothwinds.test.Test::foo@17 (line 7)

; - org.dothwinds.test.Test::main@0 (line 11)

; {virtual_call}

每行右邊分號后面是注釋。它會顯示當前機器指令對應的原本的Java字節碼是什么、字節碼是從哪里來的。

可以看到這里call指令對應的字節碼原本是個invokevirtual，而它原本是在foo()方法中的，并且被main()方法內聯了。

如果不想進行方法內聯，可以使用參數：

-XX:CompileCommand=dontinline,org/dothwinds/test/Test,foo

但是需要注意的是，C1(Client模式)下是不檢查dontinline的，解決方法可以見帖子：傳送門(http://hllvm.group.iteye.com/group/topic/26381)

如果嫌這種方式麻煩，那只能使用C2(Server模式)來玩了。

最后要十分感謝撒迦的幫助和指點。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java内联函数,JVM中的步骤内联的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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